Štruktúra neurónov. Open Library - otvorená knižnica vzdelávacích informácií

Funkcie neurónu

Vlastnosti neurónu

Základné princípy vedenia vzruchu pozdĺž nervových vlákien

Vodivá funkcia neurónu.

Morfofunkčné vlastnosti neurónu.

Štruktúra a fyziologické funkcie membrány neurónu

Klasifikácia neurónov

Štruktúra neurónu a jeho funkčné časti.

Vlastnosti a funkcie neurónu

· vysoká chemická a elektrická excitabilita

schopnosť sebavzrušenia

· vysoká labilita

· vysoký stupeň výmena energie. Neurón neprichádza do pokoja.

nízka schopnosť regenerácie (rast neuritov je len 1 mm za deň)

schopnosť syntetizovať a vylučovať chemikálie

vysoká citlivosť na hypoxiu, jedy, farmakologické lieky.

· vnímanie

· vysielanie

· integrujúca

· vodič

mnestika

Štrukturálne a funkčná jednotka nervový systém je nervová bunka – neurón. Počet neurónov v nervovom systéme je približne 1011. Jeden neurón môže mať až 10 000 synapsií. Ak sa synapsie považujú za bunky na ukladanie informácií, potom môžeme dospieť k záveru, že ľudský nervový systém môže uložiť 10 19 jednotiek. informácie, t. j. sú schopné obsiahnuť všetky poznatky nahromadené ľudstvom. Preto je predpoklad, že ľudský mozog si pamätá všetko, čo sa deje počas života v tele a pri interakcii s prostredím, biologicky celkom opodstatnený.

Morfologicky sa rozlišujú tieto zložky neurónu: telo (soma) a procesy cytoplazmy - početné a spravidla krátke vetviace procesy, dendrity a jeden z najdlhších procesov - axón. Rozlišuje sa aj axónový pahorok - miesto, kde axón opúšťa telo neurónu. Funkčne je obvyklé rozlišovať tri časti neurónu: vnímanie- dendrity a soma membrána neurónu, integračný– soma s axónovým pahorkom a vysielanie– axónový pahorok a axón.

Telo Bunka obsahuje jadro a aparát na syntézu enzýmov a iných molekúl potrebných pre život bunky. Telo neurónu má spravidla približne guľový alebo pyramídový tvar.

Dendrity– hlavné receptívne pole neurónu. Membrána neurónu a synaptická časť bunkového tela je schopná reagovať na mediátory uvoľnené na synapsiách zmenou elektrického potenciálu. Neurón ako informačná štruktúra musí mať veľké množstvo vstupy. Typicky má neurón niekoľko rozvetvených dendritov. Informácie z iných neurónov k nemu prichádzajú cez špecializované kontakty na membráne – tŕne. Čím zložitejšia je funkcia danej nervovej štruktúry, tým viac zmyslových systémov do nej posiela informácie, tým viac tŕňov je na dendritoch neurónov. Ich maximálny počet je obsiahnutý na pyramídových neurónoch motorickej zóny mozgovej kôry a dosahuje niekoľko tisíc. Tŕne zaberajú až 43 % povrchu soma membrány a dendritov. Vplyvom tŕňov sa receptívny povrch neurónu výrazne zväčšuje a môže dosiahnuť napríklad v Purkyňových bunkách 250 000 μm 2 (porovnateľné s veľkosťou neurónu – od 6 do 120 μm). Je dôležité zdôrazniť, že tŕne nie sú len štrukturálnym, ale aj funkčným útvarom: ich počet je určený informáciou vstupujúcou do neurónu; ak daná chrbtica alebo skupina tŕňov dlho nedostávajú informácie, miznú.

Axon Je to výrastok cytoplazmy, prispôsobený na prenášanie informácií zozbieraných dendritmi, spracovaných v neuróne a prenášaných cez axónový vrch. Na konci axónu sa nachádza axónový kopec - generátor nervových impulzov. Axón danej bunky má konštantný priemer, vo väčšine prípadov je pokrytý myéliovou pošvou vytvorenou z glie. Na konci má axón vetvy obsahujúce mitochondrie a sekrečné formácie - vezikuly.

Telo a dendrity neuróny sú štruktúry, ktoré integrujú početné signály prichádzajúce do neurónu. V dôsledku obrovského počtu synapsií na nervových bunkách dochádza k interakcii mnohých EPSP (excitačné postsynaptické potenciály) a IPSP (inhibičné postsynaptické potenciály) (podrobnejšie o tom bude reč v druhej časti); výsledkom tejto interakcie je objavenie sa akčných potenciálov na membráne axónového kopca. Trvanie rytmického výboja, počet impulzov v jednom rytmickom výboji a trvanie intervalu medzi výbojmi sú hlavným spôsobom kódovania informácií prenášaných neurónom. Najvyššia frekvencia impulzov na výboj je pozorovaná v interneurónoch, pretože ich koncová hyperpolarizácia je oveľa kratšia ako u motorických neurónov. Vnímanie signálov prichádzajúcich do neurónu, interakcia EPSP a IPSP vznikajúca pod ich vplyvom, hodnotenie ich priority, zmeny v metabolizme nervových buniek a výsledná tvorba rôznych časových sekvencií akčných potenciálov tvoria jedinečnú charakteristiku nervových buniek. - integračná činnosť neurónov.

Ryža. Motorický neurón miecha stavovcov. Sú uvedené funkcie jeho rôznych častí. Oblasti výskytu stupňovaných a pulzných elektrických signálov v nervovom okruhu: Postupné potenciály vznikajúce v citlivých zakončeniach aferentných (senzitívnych, senzorických) nervových buniek v reakcii na podnet približne zodpovedajú jeho veľkosti a trvaniu, hoci nie sú striktne úmerné amplitúdu stimulu a neopakujte jeho konfiguráciu. Tieto potenciály sa šíria po celom tele senzorického neurónu a spôsobujú pulzné šírenie akčných potenciálov v jeho axóne. Keď akčný potenciál dosiahne koniec neurónu, uvoľní sa vysielač, čo vedie k objaveniu sa odstupňovaného potenciálu v ďalšom neuróne. Ak tento potenciál následne dosiahne prahovú úroveň, v tomto postsynaptickom neuróne sa objaví akčný potenciál alebo séria takýchto potenciálov. V nervovom reťazci sa teda pozoruje striedanie postupných a impulzných potenciálov.

Klasifikácia neurónov

Existuje niekoľko typov klasifikácie neurónov.

Podľa štruktúry neuróny sú rozdelené do troch typov: unipolárne, bipolárne a multipolárne.

Skutočne unipolárne neuróny sa nachádzajú iba v trigeminálnom jadre. Tieto neuróny poskytujú proprioceptívnu citlivosť na žuvacie svaly. Zostávajúce unipolárne neuróny sa nazývajú pseudounipolárne, pretože v skutočnosti majú dva procesy, jeden prichádza z periférie nervového systému a druhý do štruktúr centrálneho nervového systému. Oba procesy sa spájajú v blízkosti tela nervová bunka do jednej vetvy. Takéto pseudounipolárne neuróny sa nachádzajú v senzorických uzloch: miechových, trigeminálnych atď. Poskytujú vnímanie hmatovej, bolestivej, teplotnej, proprioceptívnej, baroreceptívnej a vibračnej citlivosti. Bipolárne neuróny majú jeden axón a jeden dendrit. Neuróny tohto typu sa nachádzajú najmä v periférnych častiach zrakových, sluchových a čuchové systémy. Dendrit bipolárneho neurónu je spojený s receptorom a axón je spojený s neurónom ďalšej úrovne zodpovedajúceho zmyslový systém. Multipolárne neuróny majú niekoľko dendritov a jeden axón; sú to všetky odrody vretenových, hviezdicových, košíkových a pyramídových buniek. Uvedené typy neurónov je možné vidieť na snímkach.

IN v závislosti od prírody syntetizovaného mediátora sa neuróny delia na cholinergné, noradrenergné, GABAergné, peptidergné, dopamyergné, serotonergné atď. Najväčšie číslo neuróny sú zjavne GABAergného charakteru – do 30 %, cholinergné systémy sa spájajú do 10 – 15 %.

Podľa citlivosti na dráždivé látky neuróny sa delia na mono-, bi- a poly zmyslový. Monosenzorické neuróny sa nachádzajú častejšie v projekčných zónach kôry a reagujú len na signály svojich senzorických vlastností. Napríklad väčšina neurónov v primárnej zóne zrakovej kôry reaguje len na svetelnú stimuláciu sietnice. Monosenzorické neuróny sú funkčne rozdelené podľa ich citlivosti na rôzne kvality vaše dráždivé. Teda jednotlivé neuróny sluchovej kôry väčší mozog môžu reagovať na tóny s frekvenciou 1000 Hz a nereagovať na tóny s inou frekvenciou, takéto neuróny sa nazývajú monomodálne; Neuróny, ktoré reagujú na dva rôzne tóny, sa nazývajú bimodálne neuróny, ktoré reagujú na tri alebo viac, sa nazývajú polymodálne. Bisenzorické neuróny sú zvyčajne umiestnené v sekundárnych zónach kôry niektorých analyzátorov a môžu reagovať na signály z ich vlastných aj iných zmyslových systémov. Napríklad neuróny v sekundárnej zrakovej kôre reagujú na vizuálne a sluchové podnety. Polysenzorické neuróny sa najčastejšie nachádzajú v asociačných oblastiach mozgu; sú schopné reagovať na podráždenie sluchového, kožného, zrakového a iného zmyslového systému.

Podľa typu impulzu neuróny sa delia na pozadie aktívne, teda vzrušený bez pôsobenia podnetu a tichý ktoré prejavujú impulznú aktivitu len ako odpoveď na stimuláciu. Aktívne neuróny na pozadí majú veľký význam pri udržiavaní úrovne excitácie kôry a iných štruktúr mozgu; ich počet sa zvyšuje počas bdelosti. Existuje niekoľko typov impulzov aktívnych neurónov na pozadí. Neustále arytmické– ak neurón generuje impulzy nepretržite s určitým spomalením alebo zvýšením frekvencie výbojov. Takéto neuróny poskytujú tón nervových centier. Burst typ impulzu– neuróny tohto typu generujú skupinu impulzov s krátkym medzipulzným intervalom, po ktorom začína obdobie ticha a opäť sa objavuje skupina alebo výbuch impulzov. Interpulzy medzi impulzmi v zhluku sú od 1 do 3 ms a perióda ticha je od 15 do 120 ms. Typ skupinovej aktivity charakterizované nepravidelným výskytom skupiny impulzov s intervalom medzi impulzmi 3 až 30 ms, po ktorom začína obdobie ticha.

Aktívne neuróny pozadia sú rozdelené na excitačné a inhibičné, ktoré podľa toho zvyšujú alebo znižujú frekvenciu výboja v reakcii na stimuláciu.

Podľa funkčného účelu neuróny sa delia na aferentné, interneuróny alebo interneuróny a eferenty.

Aferentný neuróny plnia funkciu prijímania a prenosu informácií do nadložných štruktúr centrálneho nervového systému. Aferentné neuróny majú veľkú rozvetvenú sieť.

Vložiť neuróny spracovávajú informácie prijaté z aferentných neurónov a prenášajú ich na iné interneuróny alebo eferentné neuróny. Interneuróny môžu byť excitačné alebo inhibičné.

Eferentný neuróny sú neuróny, ktoré prenášajú informácie z nervové centrum do iných centier nervového systému alebo do výkonné orgány. Napríklad eferentné neuróny motorickej zóny mozgovej kôry - pyramídové bunky vysielajú impulzy do motorických neurónov predných rohov miechy, to znamená, že sú eferentné pre kôru, ale aferentné pre miechu. Na druhej strane, motorické neuróny miechy sú eferentné do predných rohov a vysielajú impulzy do svalov. Hlavnou črtou eferentných neurónov je prítomnosť dlhého axónu, ktorý poskytuje vysokú rýchlosť excitácie. Všetky zostupné dráhy miechy (pyramídové, retikulospinálne, rubrospinálne atď.) sú tvorené axónmi eferentných neurónov zodpovedajúcich častí centrálneho nervového systému. K eferentným patria aj neuróny autonómneho nervového systému, napríklad jadrá blúdivého nervu, bočné rohy miechy.

V tomto článku budeme hovoriť o mozgových neurónoch. Neuróny mozgovej kôry sú štrukturálnou a funkčnou jednotkou celého celkového nervového systému.

Takáto bunka má veľmi zložitú štruktúru, vysokú špecializáciu a ak hovoríme o jej štruktúre, bunka pozostáva z jadra, tela a procesov. V ľudskom tele je celkovo približne 100 miliárd týchto buniek.

Funkcie

Všetky bunky, ktoré sa nachádzajú v Ľudské telo nevyhnutne zodpovedný za niektoré zo svojich funkcií. Neuróny nie sú výnimkou.

Rovnako ako ostatné mozgové bunky musia zabezpečiť udržanie svojej vlastnej štruktúry a určitých funkcií, ako aj prispôsobiť sa možným zmenám podmienok a podľa toho vykonávať regulačné procesy na bunkách, ktoré sú v tesnej blízkosti.

Za hlavnú funkciu neurónov sa považuje spracovanie dôležitých informácií, a to ich príjem, vedenie a následný prenos do iných buniek. Informácie prichádzajú cez synapsie, ktoré majú receptory zmyslových orgánov alebo niektoré iné neuróny.

V niektorých situáciách môže tiež dôjsť k prenosu informácií priamo z vonkajšieho prostredia pomocou takzvaných špecializovaných dendritov. Informácie sa prenášajú cez axóny a ich prenos sa uskutočňuje synapsiami.

Štruktúra

Telo bunky. Táto časť neurónu je považovaná za najdôležitejšiu a pozostáva z cytoplazmy a jadra, ktoré vytvárajú protoplazmu, na vonkajšej strane je ohraničená akousi membránou pozostávajúcou z dvojitej vrstvy lipidov.

Na druhej strane, takáto vrstva lipidov, ktorá sa tiež bežne nazýva biolipidová vrstva, pozostáva z chvostov hydrofóbnej formy a rovnakých hláv. Treba poznamenať, že takéto lipidy sú umiestnené svojimi chvostmi k sebe a vytvárajú tak akúsi unikátnu hydrofóbnu vrstvu, ktorá je schopná prechádzať len cez látky, ktoré sa rozpúšťajú v tukoch.

Na povrchu membrány sú proteíny, ktoré majú tvar guľôčok. Na takýchto membránach dochádza k rastu polysacharidov, pomocou ktorých má bunka dobrú možnosť vnímať podráždenia vonkajšie faktory. Sú tu prítomné aj integrálne proteíny, ktoré vlastne prenikajú cez celý povrch membrány a v nich sú zasa umiestnené iónové kanály.

Neurónové bunky mozgovej kôry pozostávajú z teliesok s priemerom od 5 do 100 mikrónov, ktoré obsahujú jadro (s mnohými jadrovými pórmi), ako aj niektoré organely vrátane pomerne silne sa vyvíjajúceho ER hrubého tvaru s aktívnymi ribozómami. .

Každá jednotlivá neurónová bunka zahŕňa aj procesy. Existujú dva hlavné typy procesov - axón a dendrity. Zvláštnosťou neurónu je, že má vyvinutý cytoskelet, ktorý je skutočne schopný prenikať do jeho procesov.

Vďaka cytoskeletu sa neustále udržiava potrebný a štandardný tvar bunky a jej vlákna fungujú ako akési „koľajnice“, pomocou ktorých sa transportujú organely a látky, ktoré sú zabalené v membránových vezikulách.

Dendrity a axón. Axón má vzhľad pomerne dlhého procesu, ktorý je dokonale prispôsobený procesom zameraným na vybudenie neurónu z ľudského tela.

Dendrity vyzerajú úplne inak, už len preto, že ich dĺžka je oveľa kratšia a navyše majú príliš vyvinuté procesy, ktoré fungujú ako hlavné miesto, kde sa začínajú objavovať inhibičné synapsie, ktoré tak môžu ovplyvniť neurón, ktorý v krátkom čase, ľudské neuróny sú vzrušené.

Typicky sa neurón skladá z viacerých dendritov naraz. Ako je prítomný len jeden axón. Jeden neurón má spojenie s mnohými ďalšími neurónmi, niekedy je takýchto spojení okolo 20 000.

Dendrity sa delia dichotomickým spôsobom a axóny sú zase schopné vytvárať kolaterály. Vo vetvových uzloch takmer každého neurónu je niekoľko mitochondrií.

Za zmienku tiež stojí skutočnosť, že dendrity nemajú žiadne myelínové puzdro, zatiaľ čo axóny môžu mať takýto orgán.

Synapsia je miesto, kde dochádza ku kontaktu medzi dvoma neurónmi alebo medzi efektorovou bunkou, ktorá prijíma signál, a samotným neurónom.

Hlavnou funkciou takéhoto komponentného neurónu je prenos nervových impulzov medzi rôznymi bunkami a frekvencia signálu sa môže meniť v závislosti od rýchlosti a typu prenosu tohto signálu.

Treba poznamenať, že niektoré synapsie sú schopné spôsobiť depolarizáciu neurónu, zatiaľ čo iné, naopak, hyperpolarizáciu. Prvý typ neurónov sa nazýva excitačný a druhý - inhibičný.

Spravidla, aby sa začal proces excitácie neurónu, musí pôsobiť ako podnety naraz niekoľko excitačných synapsií.

Klasifikácia

Podľa počtu a umiestnenia dendritov, ako aj umiestnenia axónu, sa neuróny mozgu delia na unipolárne, bipolárne, bezaxónové, multipolárne a pseudounipolárne neuróny. Teraz by som chcel podrobnejšie zvážiť každý z týchto neurónov.

Unipolárne neuróny majú jeden malý výbežok a najčastejšie sa nachádzajú v senzorickom jadre takzvaného trojklaného nervu, ktorý sa nachádza v strednej časti mozgu.

Neuróny bez axónov majú malú veľkosť a sú lokalizované v bezprostrednej blízkosti miechy, konkrétne v medzistavcových gáliach a nemajú absolútne žiadne rozdelenie procesov na axóny a dendrity; všetky procesy majú takmer rovnaký vzhľad a nie sú medzi nimi žiadne vážne rozdiely.

Bipolárne neuróny pozostávajú z jedného dendritu, ktoré sa nachádzajú v špeciálnych zmyslových orgánov najmä v sietnici a bulbe, ako aj iba v jednom axóne;

Multipolárne neuróny mať v vlastnú štruktúru niekoľko dendritov a jeden axón a sú umiestnené v centrálnom nervovom systéme;

Pseudounipolárne neuróny sa považujú za jedinečné svojho druhu, pretože najprv iba jeden proces odchádza z hlavného tela, ktoré je neustále rozdelené na niekoľko ďalších, a podobné procesy sa nachádzajú výlučne v spinálnych gangliách.

Existuje aj klasifikácia neurónov podľa funkčného princípu. Podľa takýchto údajov sa teda rozlišujú eferentné, aferentné, motorické a interneuróny.

Eferentné neuróny Zahŕňajú neultimátne a ultimátne poddruhy. Okrem toho sem patria primárne bunky zmyslových orgánov človeka.

Aferentné neuróny. Neuróny v tejto kategórii zahŕňajú primárne bunky zmyslových ľudských orgánov a pseudounipolárne bunky, ktoré majú dendrity s voľnými koncami.

Asociačné neuróny. Hlavnou funkciou tejto skupiny neurónov je komunikácia medzi aferentnými a eferentnými typmi neurónov. Takéto neuróny sú rozdelené na projekčné a komisurálne.

Rozvoj a rast

Neuróny sa začínajú vyvíjať z malej bunky, ktorá sa považuje za jej predchodkyňu a prestáva sa deliť ešte skôr, ako sa vytvoria prvé vlastné procesy.

Treba poznamenať, že v súčasnosti vedci ešte úplne neštudovali problematiku vývoja a rastu neurónov, ale neustále pracujú týmto smerom.

Vo väčšine prípadov sa najskôr začnú vyvíjať axóny, po ktorých nasledujú dendrity. Na samom konci procesu, ktorý sa začína sebavedomo rozvíjať, sa vytvorí zhrubnutie špecifického a pre takúto bunku neobvyklého tvaru, a tak sa vydláždi cesta cez tkanivo obklopujúce neuróny.

Toto zhrubnutie sa zvyčajne nazýva rastový kužeľ nervových buniek. Tento kužeľ pozostáva z nejakej sploštenej časti procesu nervových buniek, ktorý je zase vytvorený z veľkého počtu pomerne tenkých tŕňov.

Mikrohroty majú hrúbku 0,1 až 0,2 mikrónu a ich dĺžka môže dosiahnuť 50 mikrónov. Ak hovoríme priamo o plochej a širokej oblasti kužeľa, potom treba poznamenať, že má tendenciu meniť svoje vlastné parametre.

Medzi mikrohrotmi kužeľa sú určité medzery, ktoré sú úplne pokryté zloženou membránou. Mikrohroty sa neustále pohybujú, vďaka čomu sa v prípade poškodenia neuróny obnovia a získajú potrebný tvar.

Chcel by som poznamenať, že každá jednotlivá bunka sa pohybuje vlastným spôsobom, takže ak sa jedna z nich predĺži alebo roztiahne, druhá sa môže odchýliť v rôznych smeroch alebo sa dokonca prilepiť na substrát.

Rastový kužeľ je úplne vyplnený membránovými vezikulami, ktoré sa vyznačujú príliš malými rozmermi a nepravidelnými tvarmi, ako aj vzájomnými spojeniami.

Okrem toho rastový kužeľ obsahuje neurofilamenty, mitochondrie a mikrotubuly. Takéto prvky majú schopnosť pohybovať sa obrovskou rýchlosťou.

Ak porovnáme rýchlosti pohybu prvkov kužeľa a samotného kužeľa, treba zdôrazniť, že sú približne rovnaké, a preto môžeme konštatovať, že v období rastu nie je pozorované zhlukovanie ani žiadne narušenie mikrotubulov.

Pravdepodobne sa na samom konci procesu začína pridávať nový membránový materiál. Rastový kužeľ je miestom pomerne rýchlej endocytózy a exocytózy, čo dokazuje veľký počet vezikúl, ktoré sa tu nachádzajú.

Rastu dendritov a axónov spravidla predchádza moment migrácie neurónových buniek, to znamená, keď sa nezrelé neuróny skutočne usadia a začnú existovať na tom istom trvalom mieste.

3.3. Neuróny, klasifikácia a vekové charakteristiky

Neuróny. Nervový systém je tvorený nervovým tkanivom, ktoré zahŕňa špecializované nervové bunky - neuróny a bunky neuroglia.

Štrukturálna a funkčná jednotka nervového systému je neurón(obr. 3.3.1).

Ryža. 3.3.1 A – štruktúra neurónu, B – štruktúra nervového vlákna (axónu)

Skladá sa to z telo(som) a vetvy, ktoré z neho vychádzajú:axón a dendrity. Každá z týchto častí neurónu plní špecifickú funkciu.

Telo pokrytý neurón plazmatická membránaa obsahuje
v neuroplazme jadro a všetky organely charakteristické pre ktorúkoľvek
živočíšna bunka. Okrem toho obsahuje aj špecifické formácie - neurofibrily.

Neurofibrily - tenké nosné štruktúry, ktoré prechádzajú telom
v rôznych smeroch pokračujú do procesov, ktoré sa v nich nachádzajú rovnobežne s membránou. Udržujú určitý tvar neurónu. Okrem toho plnia transportnú funkciu,
vykonávanie rôznych chemických látok, syntetizované v tele neurónu (mediátory, aminokyseliny, bunkové proteíny atď.), k procesom.Teloneurón vykonáva trofický(výživová) funkcia vo vzťahu k výhonkom. Keď sa výhonok oddelí od tela (rezom), oddelená časť po 2–3 dňoch odumiera. Smrť tiel neurónov (napríklad pri paralýze) vedie k degenerácii procesov.

Axon - tenký dlhý proces pokrytý myelínový obal. Miesto, kde axón vychádza z tela, sa nazýva axónový pahorok , nad 50–100 mikrónov nemá žiadny myelín
škrupiny. Tento úsek axónu sa nazýva počiatočný segment , má vyššiu excitabilitu v porovnaní s inými časťami neurónu. Funkcia axón - vedenie nervových vzruchov od neurónové telák iným neurónom alebo pracovným orgánom. Axon , blížiace sa k nim, vetvy, jej konečné vetvy sú terminály kontakty formulára - synapsie s telom alebo dendritmi iných neurónov alebo bunkami pracovných orgánov.

Dendrity – krátke, hrubé vetviace procesy siahajúce vo veľkom počte z tela neurónu (podobne ako vetvy stromu). Na svojom povrchu majú tenké konáre dendritov ostne , na ktorej končia terminály axóny stoviek a tisícok neurónov. Funkcia dendrity - vnímanie podráždenia alebo nervových impulzov z iných neurónov a ich vedenie do tela neurónu.

Veľkosť axónov a dendritov, stupeň ich rozvetvenia v rôznych častiach centrálneho nervového systému sa líši, najviac komplexná štruktúra majú neuróny cerebellum a mozgovej kôry.

Neuróny vykonávajúce rovnakú funkciu sú zoskupené a tvoria sa jadier(jadrá mozočka, medulla oblongata, diencephalon atď.). Každé jadro obsahuje tisíce neurónov, ktoré sú navzájom úzko prepojené spoločná funkcia. Niektoré neuróny obsahujú v neuroplazme pigmenty, ktoré im dávajú určitú farbu (červené jadro a substantia nigra v strednom mozgu, modrá škvrna mostíka).

Klasifikácia neurónov. Neuróny sú klasifikované podľa niekoľkých kritérií:

1) podľa tvaru tela– hviezdicovitý, vretenovitý, pyramídový atď.;

2) podľa lokalizácie - centrálny (umiestnený v centrálnom nervovom systéme) a periférny (umiestnený mimo centrálneho nervového systému, ale v mieche, lebečnej a autonómne gangliá, plexusy, vnútorné orgány);

3) podľa počtu výhonkov– unipolárne, bipolárne a multipolárne (obr. 3.3.2);

4) podľa funkčnosti– receptor, eferentný, interkalárny.

Ryža. 3.3.2

Receptor(aferentné, senzorické) neuróny vedú excitáciu (nervové impulzy) z receptorov do centrálneho nervového systému. Telá týchto neurónov sa nachádzajú v miechových gangliách, z tela vychádza jeden výbežok, ktorý má tvar T a je rozdelený na dve vetvy: axón a dendrit. Dendrit (nepravý axón) je dlhý proces, pokrytý myelínovou pošvou, siaha od tela k periférii, vetví sa a približuje sa k receptorom.

Eferentnýneuróny (príkazové neuróny podľa I.P. Pavlova) vedú impulzy z centrálneho nervového systému do orgánov, túto funkciu vykonávajú dlhé axóny neurónov (dĺžka môže dosiahnuť 1,5 m). Ich telá sú umiestnené
v predných rohoch (motoneurónoch) a bočných rohoch (vegetatívne neuróny) miechy.

Vložiť(kontaktné, interneuróny) neuróny sú najväčšou skupinou, ktorá vníma nervové impulzy
z aferentných neurónov a prenášajú ich na eferentné neuróny. Existujú excitačné a inhibičné interneuróny.

Vekové charakteristiky. Nervová sústava sa tvorí v 3. týždni embryonálny vývoj z dorzálnej časti vonkajšej zárodočnej vrstvy – ektodermy. Zapnuté skoré štádia Počas vývoja má neurón veľké jadro obklopené malým množstvom neuroplazmy, potom sa postupne zmenšuje. V 3. mesiaci začína axón rásť smerom k periférii a keď sa dostane k orgánu, začína fungovať v prenatálnom období. Dendrity rastú neskôr a začnú fungovať po narodení. Ako dieťa rastie a vyvíja sa, počet vetiev sa zvyšuje
na dendritoch sa na nich objavujú tŕne, čím sa zvyšuje počet spojení medzi neurónmi. Počet vytvorených chrbtov je priamo úmerný intenzite učenia dieťaťa.

U novorodencov je počet neurónov väčší ako počet neurogliálnych buniek. Počet gliových buniek sa zvyšuje s vekom
a vo veku 20–30 rokov je pomer neurónov k neuroglii 50:50. V starobe a senilnom veku prevažuje počet gliových buniek v dôsledku postupnej deštrukcie neurónov).

S vekom sa neuróny zmenšujú a množstvo RNA potrebné na syntézu proteínov a enzýmov klesá.

Nervové tkanivo- hlavný stavebný prvok nervovej sústavy. IN zloženie nervového tkaniva obsahuje vysoko špecializované nervové bunky - neuróny, A neurogliových buniek, vykonávajúci podporné, sekrečné a ochranné funkcie.

Neuron je základná stavebná a funkčná jednotka nervového tkaniva. Tieto bunky sú schopné prijímať, spracovávať, kódovať, prenášať a ukladať informácie a nadväzovať kontakty s inými bunkami. Jedinečné vlastnosti neurónu sú schopnosť generovať bioelektrické výboje (impulzy) a prenášať informácie procesmi z jednej bunky do druhej pomocou špecializovaných zakončení -.

Fungovanie neurónu je uľahčené syntézou v jeho axoplazme vysielacích látok - neurotransmiterov: acetylcholínu, katecholamínov atď.

Počet mozgových neurónov sa blíži k 1011. Jeden neurón môže mať až 10 000 synapsií. Ak sa tieto prvky považujú za bunky na ukladanie informácií, potom môžeme dospieť k záveru, že nervový systém môže uložiť 10 19 jednotiek. informácie, t.j. schopný obsiahnuť takmer všetky poznatky nahromadené ľudstvom. Preto je myšlienka, že ľudský mozog si počas života pamätá všetko, čo sa deje v tele a počas komunikácie s okolím, celkom rozumná. Mozog však nedokáže vytiahnuť všetky informácie, ktoré sú v ňom uložené.

Rôzne mozgové štruktúry sa vyznačujú určitými typmi nervovej organizácie. Neuróny, ktoré regulujú jednu funkciu, tvoria takzvané skupiny, súbory, stĺpce, jadrá.

Neuróny sa líšia štruktúrou a funkciou.

Podľa štruktúry(v závislosti od počtu procesov vybiehajúcich z tela bunky) sa rozlišujú unipolárne(s jedným procesom), bipolárne (s dvoma procesmi) a multipolárny(s mnohými procesmi) neurónmi.

Autor: funkčné vlastnosti prideliť aferentný(alebo dostredivý) neuróny nesúce excitáciu z receptorov v, eferentný, motor, motorické neuróny(alebo odstredivé), prenášajúce vzruchy z centrálneho nervového systému do inervovaného orgánu a vkladanie, kontakt alebo medziprodukt neuróny spájajúce aferentné a eferentné neuróny.

Aferentné neuróny sú unipolárne, ich telá ležia v spinálnych gangliách. Proces vybiehajúci z bunkového tela má tvar T a je rozdelený na dve vetvy, z ktorých jedna smeruje do centrálneho nervového systému a plní funkciu axónu a druhá sa blíži k receptorom a je dlhým dendritom.

Väčšina eferentných a interneurónov je multipolárna (obr. 1). Multipolárne interneuróny sa vo veľkom počte nachádzajú v dorzálnych rohoch miechy a nachádzajú sa aj vo všetkých ostatných častiach centrálneho nervového systému. Môžu byť aj bipolárne, napríklad neuróny sietnice, ktoré majú krátky rozvetvený dendrit a dlhý axón. Motorické neuróny sa nachádzajú hlavne v predných rohoch miechy.

Ryža. 1. Štruktúra nervovej bunky:

1 - mikrotubuly; 2 - dlhý proces nervovej bunky (axón); 3 - endoplazmatické retikulum; 4 - jadro; 5 - neuroplazma; 6 - dendrity; 7 - mitochondrie; 8 - jadierko; 9 - myelínové puzdro; 10 - zachytenie Ranviera; 11 - koniec axónu

Neuroglia

Neuroglia, alebo glia, je súbor bunkových elementov nervového tkaniva tvorený špecializovanými bunkami rôznych tvarov.

Objavil ju R. Virchow a pomenoval ju neuroglia, čo znamená „nervové lepidlo“. Neurogliálne bunky vypĺňajú priestor medzi neurónmi a tvoria 40 % objemu mozgu. Gliové bunky sú 3-4 krát menšie ako nervové bunky; ich počet v centrálnom nervovom systéme cicavcov dosahuje 140 miliárd S vekom v ľudskom mozgu klesá počet neurónov a zvyšuje sa počet gliových buniek.

Zistilo sa, že neuroglia súvisí s metabolizmom v nervovom tkanive. Niektoré neurogliálne bunky vylučujú látky, ktoré ovplyvňujú stav neurónovej excitability. Bolo poznamenané, že pri inom duševné stavy sekrécia týchto buniek sa mení. S funkčný stav neuroglia spájajú dlhodobé stopové procesy v centrálnom nervovom systéme.

Typy gliových buniek

Na základe povahy štruktúry gliových buniek a ich umiestnenia v centrálnom nervovom systéme sa rozlišujú:

astrocyty (astroglia);
oligodendrocyty (oligodendroglia);
mikro gliové bunky(mikroglia);
Schwannove bunky.

Gliové bunky vykonávajú podporné a ochranné funkcie pre neuróny. Sú súčasťou konštrukcie. Astrocyty sú najpočetnejšie gliové bunky, ktoré vypĺňajú priestory medzi neurónmi a pokrývajú ich. Zabraňujú šíreniu neurotransmiterov difundujúcich zo synaptickej štrbiny do centrálneho nervového systému. Astrocyty obsahujú receptory pre neurotransmitery, ktorých aktivácia môže spôsobiť kolísanie rozdielu membránového potenciálu a zmeny v metabolizme astrocytov.

Astrocyty tesne obklopujú kapiláry cievy mozog, ktorý sa nachádza medzi nimi a neurónmi. Na tomto základe sa predpokladá, že astrocyty hrajú dôležitú úlohu v metabolizme neurónov, regulácia priepustnosti kapilár pre určité látky.

Jednou z dôležitých funkcií astrocytov je ich schopnosť absorbovať nadbytočné ióny K+, ktoré sa pri vysokej aktivite neurónov môžu hromadiť v medzibunkovom priestore. V oblastiach, kde astrocyty tesne susedia, sa vytvárajú medzerové spojovacie kanály, cez ktoré si astrocyty môžu vymieňať rôzne malé ióny a najmä ióny K+, čím sa zvyšuje možnosť ich nekontrolovanej akumulácie K+ iónov v interneuronálnom priestore vedie k zvýšeniu excitability neurónov. Astrocyty teda absorbovaním nadbytočných iónov K+ z intersticiálnej tekutiny zabraňujú zvýšenej excitabilite neurónov a tvorbe ložísk zvýšenej aktivity neurónov. Výskyt takýchto lézií v ľudskom mozgu môže byť sprevádzaný skutočnosťou, že ich neuróny generujú sériu nervových impulzov, ktoré sa nazývajú konvulzívne výboje.

Astrocyty sa podieľajú na odstraňovaní a deštrukcii neurotransmiterov vstupujúcich do extrasynaptických priestorov. Zabraňujú tak hromadeniu neurotransmiterov v interneuronálnych priestoroch, čo by mohlo viesť k narušeniu funkcie mozgu.

Neuróny a astrocyty sú oddelené 15-20 µm medzibunkovými medzerami nazývanými intersticiálny priestor. Intersticiálne priestory zaberajú až 12-14% objemu mozgu. Dôležitou vlastnosťou astrocytov je ich schopnosť absorbovať CO2 z extracelulárnej tekutiny týchto priestorov, a tým udržiavať stabilnú pH mozgu.

Astrocyty sa podieľajú na tvorbe rozhraní medzi nervovým tkanivom a mozgovými cievami, nervovým tkanivom a meningami počas rastu a vývoja nervového tkaniva.

Oligodendrocyty charakterizované prítomnosťou malého počtu krátkych procesov. Jednou z ich hlavných funkcií je tvorba myelínového obalu nervových vlákien v centrálnom nervovom systéme. Tieto bunky sa tiež nachádzajú v tesnej blízkosti tiel buniek neurónov, no funkčný význam tejto skutočnosti nie je známy.

Mikrogliálne bunky tvoria 5-20 % z celkového počtu gliových buniek a sú rozptýlené po celom centrálnom nervovom systéme. Zistilo sa, že ich povrchové antigény sú identické s krvnými monocytovými antigénmi. To naznačuje ich pôvod z mezodermu, prienik do nervového tkaniva počas embryonálneho vývoja a následnú premenu na morfologicky rozpoznateľné mikrogliové bunky. V tejto súvislosti sa všeobecne uznáva, že najdôležitejšou funkciou mikroglie je ochrana mozgu. Ukázalo sa, že pri poškodení nervového tkaniva sa v ňom zvyšuje počet fagocytujúcich buniek v dôsledku krvných makrofágov a aktivácie fagocytárnych vlastností mikroglií. Odstraňujú odumreté neuróny, gliové bunky a ich štruktúrne prvky a fagocytujú cudzie častice.

Schwannove bunky tvoria myelínový obal periférnych nervových vlákien mimo centrálneho nervového systému. Membrána tejto bunky je opakovane obalená a hrúbka výsledného myelínového obalu môže presahovať priemer nervového vlákna. Dĺžka myelinizovaných úsekov nervového vlákna je 1-3 mm. V priestoroch medzi nimi (uzly Ranviera) zostáva nervové vlákno pokryté iba povrchovou membránou, ktorá má excitabilitu.

Jednou z najdôležitejších vlastností myelínu je jeho vysoká odolnosť voči elektrickému prúdu. Je to splatné vysoký obsah myelín obsahuje sfingomyelín a ďalšie fosfolipidy, ktoré mu dodávajú prúdoizolačné vlastnosti. V oblastiach nervového vlákna pokrytých myelínom je proces generovania nervových impulzov nemožný. Nervové impulzy sa generujú iba na membráne uzlov Ranviera, čo poskytuje vyššiu rýchlosť nervových impulzov myelinizovaným nervovým vláknam v porovnaní s nemyelinizovanými.

Je známe, že štruktúra myelínu môže byť ľahko narušená počas infekčného, ischemického, traumatického a toxického poškodenia nervového systému. Súčasne sa rozvíja proces demyelinizácie nervových vlákien. Obzvlášť často sa počas choroby vyvíja demyelinizácia roztrúsená skleróza. V dôsledku demyelinizácie sa znižuje rýchlosť nervových impulzov pozdĺž nervových vlákien, znižuje sa rýchlosť dodania informácií do mozgu z receptorov a z neurónov do výkonných orgánov. To môže viesť k poruchám zmyslovej citlivosti, poruchám pohybu a regulácii práce. vnútorné orgány a iné vážne následky.

Štruktúra a funkcia neurónu

Neuron(nervová bunka) je štrukturálna a funkčná jednotka.

Anatomická štruktúra a vlastnosti neurónu zabezpečujú jeho realizáciu hlavné funkcie: vykonávanie metabolizmu, získavanie energie, vnímanie rôznych signálov a ich spracovanie, vytváranie alebo účasť na odpovediach, generovanie a vedenie nervových impulzov, spájanie neurónov do nervových okruhov, ktoré zabezpečujú najjednoduchšie reflexné reakcie a vyššie integračné funkcie mozgu.

Neuróny pozostávajú z tela nervovej bunky a procesov – axónov a dendritov.

Ryža. 2. Štruktúra neurónu

Telo nervových buniek

Telo (perikaryón, soma) Neurón a jeho procesy sú pokryté neurónovou membránou. Membrána bunkového tela sa líši od membrány axónu a dendritov v obsahu rôznych receptorov a ich prítomnosti.

Telo neurónu obsahuje neuroplazmu a jadro, drsné a hladké endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát a mitochondrie, ktoré sú od neho ohraničené membránami. Chromozómy jadra neurónu obsahujú súbor génov kódujúcich syntézu proteínov potrebných na tvorbu štruktúry a realizáciu funkcií tela neurónu, jeho procesov a synapsií. Sú to proteíny, ktoré vykonávajú funkcie enzýmov, nosičov, iónových kanálov, receptorov atď. Niektoré proteíny vykonávajú funkcie, kým sa nachádzajú v neuroplazme, iné - tým, že sú zabudované v membránach organel, soma a neurónových procesov. Niektoré z nich, napríklad enzýmy potrebné na syntézu neurotransmiterov, sa dostávajú na axónový terminál axonálnym transportom. Bunkové telo syntetizuje peptidy potrebné pre život axónov a dendritov (napríklad rastové faktory). Preto, keď je telo neurónu poškodené, jeho procesy degenerujú a sú zničené. Ak je telo neurónu zachované, ale proces je poškodený, potom nastáva jeho pomalá obnova (regenerácia) a obnovuje sa inervácia denervovaných svalov alebo orgánov.

Miestom syntézy proteínov v telách buniek neurónov je hrubé endoplazmatické retikulum (tigroidné granule alebo telieska Nissl) alebo voľné ribozómy. Ich obsah v neurónoch je vyšší ako v gliových alebo iných bunkách tela. V hladkom endoplazmatickom retikule a Golgiho aparáte získavajú proteíny svoju charakteristickú priestorovú konformáciu, triedia sa a smerujú do transportných prúdov do štruktúr bunkového tela, dendritov alebo axónov.

V početných mitochondriách neurónov sa v dôsledku procesov oxidatívnej fosforylácie tvorí ATP, ktorého energia sa využíva na udržanie životnosti neurónu, prevádzku iónových púmp a udržiavanie asymetrie koncentrácií iónov na oboch stranách membrány. . Následne je neurón neustále pripravený nielen vnímať rôzne signály, ale aj reagovať na ne – generovať nervové impulzy a pomocou nich riadiť funkcie iných buniek.

Molekulárne receptory membrány bunkového tela, senzorické receptory tvorené dendritmi a citlivé bunky epitelového pôvodu sa podieľajú na mechanizmoch, ktorými neuróny vnímajú rôzne signály. Signály z iných nervových buniek sa môžu dostať do neurónu prostredníctvom početných synapsií vytvorených na dendritoch alebo géli neurónu.

Dendrity nervovej bunky

Dendrity neuróny tvoria dendritický strom, ktorého povaha vetvenia a veľkosť závisí od počtu synaptických kontaktov s inými neurónmi (obr. 3). Dendrity neurónu majú tisíce synapsií tvorených axónmi alebo dendritmi iných neurónov.

Ryža. 3. Synaptické kontakty interneurónu. Šípky vľavo ukazujú príchod aferentných signálov do dendritov a tela interneurónu, vpravo smer šírenia eferentných signálov interneurónu do iných neurónov

Synapsie môžu byť heterogénne ako vo funkcii (inhibičné, excitačné), tak aj v type použitého neurotransmitera. Membrána dendritov podieľajúcich sa na tvorbe synapsií je ich postsynaptická membrána, ktorá obsahuje receptory (ligand-gated iónové kanály) pre neurotransmiter používaný v danej synapsii.

Excitačné (glutamátergické) synapsie sa nachádzajú najmä na povrchu dendritov, kde sú vyvýšeniny alebo výrastky (1-2 μm), tzv. ostne. Membrána chrbtice obsahuje kanály, ktorých priepustnosť závisí od rozdielu transmembránového potenciálu. Sekundárni poslovia prenosu intracelulárneho signálu, ako aj ribozómy, na ktorých sa syntetizuje proteín v reakcii na príjem synaptických signálov, sa nachádzajú v cytoplazme dendritov v oblasti tŕňov. Presná úloha tŕňov zostáva neznáma, ale je jasné, že zväčšujú povrch dendritického stromu na tvorbu synapsií. Chrbtica sú tiež neurónové štruktúry na príjem vstupných signálov a ich spracovanie. Dendrity a tŕne zabezpečujú prenos informácií z periférie do tela neurónu. Šikmá dendritová membrána je polarizovaná v dôsledku asymetrickej distribúcie minerálnych iónov, činnosti iónových púmp a prítomnosti iónových kanálov v nej. Tieto vlastnosti sú základom prenosu informácií cez membránu vo forme lokálnych kruhových prúdov (elektrotonicky), ktoré vznikajú medzi postsynaptickými membránami a priľahlými oblasťami dendritovej membrány.

Miestne prúdy, keď sa šíria pozdĺž dendritovej membrány, zoslabujú, ale majú dostatočnú veľkosť na prenos signálov prijatých cez synaptické vstupy do dendritov na membránu tela neurónu. Napäťovo riadené sodíkové a draslíkové kanály ešte neboli v dendritickej membráne identifikované. Nemá excitabilitu a schopnosť vytvárať akčné potenciály. Je však známe, že akčný potenciál vznikajúci na membráne axónového kopca sa môže šíriť pozdĺž nej. Mechanizmus tohto javu nie je známy.

Predpokladá sa, že dendrity a tŕne sú súčasťou nervových štruktúr zapojených do pamäťových mechanizmov. Počet tŕňov je obzvlášť veľký v dendritoch neurónov v cerebelárnej kôre, bazálnych gangliách a mozgovej kôre. Plocha dendritického stromu a počet synapsií sú v niektorých oblastiach mozgovej kôry starších ľudí znížené.

Neurónový axón

Axon - proces nervovej bunky, ktorý sa nenachádza v iných bunkách. Na rozdiel od dendritov, ktorých počet sa mení na neurón, majú všetky neuróny jeden axón. Jeho dĺžka môže dosiahnuť až 1,5 m V mieste, kde axón vychádza z tela neurónu, je zhrubnutie - axónový hrbolček, pokrytý plazmatickou membránou, ktorá je čoskoro pokrytá myelínom. Časť axónového pahorku, ktorá nie je pokrytá myelínom, sa nazýva počiatočný segment. Axóny neurónov až po ich koncové vetvy sú pokryté myelínovou pošvou, prerušenou uzlami Ranvier - mikroskopickými nemyelinizovanými oblasťami (asi 1 μm).

Po celej dĺžke axónu (myelinizované a nemyelinizované vlákna) je pokrytý dvojvrstvovou fosfolipidovou membránou so zabudovanými proteínovými molekulami, ktoré plnia funkcie iónového transportu, napäťovo závislých iónových kanálov atď. Proteíny sú v membráne rozložené rovnomerne nemyelinizovaného nervového vlákna a v membráne myelinizovaného nervového vlákna sa nachádzajú hlavne v oblasti Ranvierových priesekov. Pretože axoplazma neobsahuje hrubé retikulum a ribozómy, je zrejmé, že tieto proteíny sú syntetizované v tele neurónov a dodané do axónovej membrány prostredníctvom axonálneho transportu.

Vlastnosti membrány pokrývajúcej telo a axón neurónu, sú rôzne. Tento rozdiel sa týka predovšetkým priepustnosti membrány pre minerálne ióny a je spôsobený obsahom rôzne druhy. Ak v membráne tela neurónu a dendritoch prevláda obsah ligandom riadených iónových kanálov (vrátane postsynaptických membrán), potom je v axónovej membráne, najmä v oblasti uzlov Ranvier, vysoká hustota napätia- hradlované sodíkové a draslíkové kanály.

Membrána počiatočného segmentu axónu má najnižšiu hodnotu polarizácie (asi 30 mV). V oblastiach axónu vzdialenejších od bunkového tela je transmembránový potenciál asi 70 mV. Nízka polarizácia membrány počiatočného segmentu axónu určuje, že v tejto oblasti má membrána neurónu najväčšiu excitabilitu. Práve tu sú postsynaptické potenciály, ktoré vznikajú na membráne dendritov a bunkového tela v dôsledku transformácie informačných signálov prijatých na neurón na synapsiách, distribuované pozdĺž membrány tela neurónu pomocou lokálnych kruhových elektrických prúdov. . Ak tieto prúdy spôsobia depolarizáciu membrány axon hillock k kritická úroveň(E k), potom bude neurón reagovať na príjem signálov z iných nervových buniek generovaním svojho akčného potenciálu (nervový impulz). Výsledný nervový impulz sa potom prenáša pozdĺž axónu do iných nervových, svalových alebo žľazových buniek.

Membrána počiatočného segmentu axónu obsahuje tŕne, na ktorých sa vytvárajú GABAergické inhibičné synapsie. Príjem signálov pozdĺž týchto línií od iných neurónov môže zabrániť vytvoreniu nervového impulzu.

Klasifikácia a typy neurónov

Neuróny sú klasifikované podľa morfologických a funkčných charakteristík.

Na základe počtu procesov sa rozlišujú multipolárne, bipolárne a pseudounipolárne neuróny.

Na základe povahy spojení s inými bunkami a vykonávanej funkcie sa rozlišujú dotyk, vložiť A motor neuróny. Senzorické neuróny sa tiež nazývajú aferentné neuróny a ich procesy sa nazývajú dostredivé. Neuróny, ktoré vykonávajú funkciu prenosu signálov medzi nervovými bunkami, sa nazývajú interkalárne, alebo asociatívne. Neuróny, ktorých axóny tvoria synapsie na efektorových bunkách (svalové, žľazové) sú klasifikované ako motor, alebo eferentný, ich axóny sa nazývajú odstredivé.

Aferentné (senzitívne) neuróny vnímať informácie prostredníctvom zmyslových receptorov, premieňať ich na nervové impulzy a viesť ich do mozgu a miechy. Telá senzorických neurónov sa nachádzajú v mieche a lebečných šnúrach. Sú to pseudounipolárne neuróny, ktorých axón a dendrit vychádzajú z tela neurónu spolu a potom sa oddeľujú. Dendrit nasleduje na perifériu k orgánom a tkanivám ako súčasť zmyslových alebo zmiešaných nervov a axón ako súčasť dorzálnych koreňov vstupuje do dorzálnych rohov miechy alebo ako súčasť hlavových nervov- do mozgu.

Vložiť, alebo asociatívne, neuróny vykonávať funkcie spracovania prichádzajúcich informácií a najmä zabezpečovať uzávierku reflexné oblúky. Telá týchto neurónov sa nachádzajú v sivej hmote mozgu a miechy.

Eferentné neuróny plnia aj funkciu spracovania prichádzajúcich informácií a prenosu eferentných nervových impulzov z mozgu a miechy do buniek výkonných (efektorových) orgánov.

Integračná aktivita neurónu

Každý neurón prijíma obrovské množstvo signálov prostredníctvom početných synapsií umiestnených na jeho dendritoch a tele, ako aj prostredníctvom molekulárnych receptorov v plazmatických membránach, cytoplazme a jadre. Signalizácia využíva mnoho rôznych typov neurotransmiterov, neuromodulátorov a iných signálnych molekúl. Je zrejmé, že na vytvorenie odozvy na súčasný príchod viacerých signálov musí mať neurón schopnosť ich integrovať.

Súbor procesov, ktoré zabezpečujú spracovanie prichádzajúcich signálov a vytvorenie odpovede neurónov na ne, je zahrnutý v koncepte integračná aktivita neurónu.

Vnímanie a spracovanie signálov vstupujúcich do neurónu sa uskutočňuje za účasti dendritov, bunkového tela a axónového kopčeka neurónu (obr. 4).

Ryža. 4. Integrácia signálov neurónom.

Jednou z možností ich spracovania a integrácie (sumácie) je transformácia na synapsiách a sumacia postsynaptických potenciálov na membráne tela a procesov neurónu. Prijaté signály sa na synapsiách premieňajú na kolísanie rozdielu potenciálov postsynaptickej membrány (postsynaptické potenciály). V závislosti od typu synapsie môže byť prijatý signál premenený na malú (0,5-1,0 mV) depolarizačnú zmenu rozdielu potenciálov (EPSP - synapsie v diagrame sú znázornené ako svetlé krúžky) alebo hyperpolarizáciu (IPSP - synapsie v diagrame). sú zobrazené ako čierne kruhy). Mnoho signálov môže súčasne doraziť do rôznych bodov neurónu, z ktorých niektoré sú transformované na EPSP a iné na IPSP.

Tieto oscilácie potenciálového rozdielu sa šíria pomocou lokálnych kruhových prúdov pozdĺž neurónovej membrány v smere axónového kopčeka vo forme depolarizačných vĺn (na obr. biely) a hyperpolarizácia (čierna v diagrame), ktoré sa navzájom prekrývajú (časti v diagrame sivá). S touto superpozíciou amplitúdy sa vlny jedného smeru spočítajú a vlny opačných smerov sa znížia (vyhladia). Tento algebraický súčet potenciálneho rozdielu na membráne sa nazýva priestorová sumarizácia(obr. 4 a 5). Výsledkom tejto sumácie môže byť buď depolarizácia membrány axónového kopca a generovanie nervového impulzu (prípady 1 a 2 na obr. 4), alebo jeho hyperpolarizácia a zabránenie výskytu nervového impulzu (prípady 3 a 4 na obr. Obr. 4).

Aby sa posunul potenciálny rozdiel membrány axon hillock (asi 30 mV) na Ek, musí byť depolarizovaná o 10-20 mV. To povedie k otvoreniu napäťovo riadených sodíkových kanálov v ňom prítomných a vytvoreniu nervového impulzu. Keďže po príchode jedného AP a jeho premene na EPSP môže depolarizácia membrány dosiahnuť až 1 mV a všetka propagácia do axónového kopca prebieha s útlmom, potom generovanie nervového impulzu vyžaduje súčasný príchod 40-80 nervových impulzov z ďalšie neuróny k neurónu prostredníctvom excitačných synapsií a súčtom rovnakého počtu EPSP.

Ryža. 5. Priestorová a časová sumacia EPSP neurónom; a — EPSP na jeden podnet; a — EPSP na viacnásobnú stimuláciu z rôznych aferentov; c — EPSP na častú stimuláciu cez jediné nervové vlákno

Ak v tomto čase dorazí do neurónu určitý počet nervových impulzov prostredníctvom inhibičných synapsií, potom bude možná jeho aktivácia a generovanie odpovedajúceho nervového impulzu pri súčasnom zvýšení príjmu signálov prostredníctvom excitačných synapsií. Za podmienok, keď signály prichádzajúce cez inhibičné synapsie spôsobia hyperpolarizáciu membrány neurónu rovnakú alebo väčšiu ako je depolarizácia spôsobená signálmi prichádzajúcimi cez excitačné synapsie, depolarizácia membrány axon hillock nebude možná, neurón nebude generovať nervové impulzy a stane sa neaktívne.

Neurón tiež vykonáva časová suma Signály EPSP a IPSP k nemu prichádzajú takmer súčasne (pozri obr. 5). Zmeny v potenciálnom rozdiele, ktoré spôsobujú v perisynaptických oblastiach, možno tiež algebraicky zhrnúť, čo sa nazýva dočasná suma.

Takže každý nervový impulz generovaný neurónom, ako aj obdobie ticha neurónu, obsahuje informácie prijaté z mnohých iných nervových buniek. Typicky, čím vyššia je frekvencia signálov prijatých neurónom z iných buniek, tým vyššia je frekvencia generovania nervových impulzov odozvy, ktoré posiela pozdĺž axónu do iných nervových alebo efektorových buniek.

Vzhľadom na skutočnosť, že v membráne tela neurónu a dokonca aj v jeho dendritoch sú (aj keď v malom počte) sodíkové kanály, akčný potenciál, ktorý vzniká na membráne axónového kopca, sa môže rozšíriť do tela a niektorých častí dendrity neurónu. Význam tohto javu nie je dostatočne jasný, ale predpokladá sa, že šíriaci sa akčný potenciál na chvíľu vyhladí všetky lokálne prúdy existujúce na membráne, resetuje potenciály a prispeje k efektívnejšiemu vnímaniu nových informácií neurónom.

Molekulové receptory sa podieľajú na transformácii a integrácii signálov vstupujúcich do neurónu. Ich stimulácia signálnymi molekulami môže zároveň viesť cez zmeny stavu iniciovaných iónových kanálov (G-proteínmi, druhými posli), transformáciu prijatých signálov na kolísanie rozdielu potenciálov membrány neurónu, sumáciu a tvorbu neurónová odpoveď vo forme generovania nervového impulzu alebo jeho inhibície.

Transformácia signálov metabotropnými molekulárnymi receptormi neurónu je sprevádzaná jeho odozvou v podobe spustenia kaskády intracelulárnych premien. Odpoveďou neurónu môže byť v tomto prípade zrýchlenie celkového metabolizmu, zvýšenie tvorby ATP, bez ktorého nie je možné zvýšiť jeho funkčnú aktivitu. Pomocou týchto mechanizmov neurón integruje prijaté signály, aby zlepšil efektivitu svojich vlastných aktivít.

Intracelulárne transformácie v neuróne, iniciované prijatými signálmi, často vedú k zvýšenej syntéze proteínových molekúl, ktoré vykonávajú funkcie receptorov, iónových kanálov a transportérov v neuróne. Zvyšovaním ich počtu sa neurón prispôsobuje povahe prichádzajúcich signálov, zvyšuje citlivosť na výraznejšie a oslabuje ich na menej výrazné.

Príjem množstva signálov neurónom môže byť sprevádzaný expresiou alebo represiou určitých génov, napríklad tých, ktoré riadia syntézu peptidových neuromodulátorov. Keďže sú dodávané na axónové zakončenia neurónu a používajú ich na zosilnenie alebo zoslabenie účinku svojich neurotransmiterov na iné neuróny, neurón v reakcii na signály, ktoré prijíma, môže mať v závislosti od prijatých informácií silnejší alebo slabší účinok na ostatné nervové bunky, ktoré kontroluje. Vzhľadom na to, že modulačný účinok neuropeptidov môže trvať dlhú dobu, môže dlho trvať aj vplyv neurónu na iné nervové bunky.

Neurón teda vďaka schopnosti integrovať rôzne signály na ne môže rafinovane reagovať veľký rozsah reakcie, ktoré umožňujú efektívne sa prispôsobiť povahe prichádzajúcich signálov a využiť ich na reguláciu funkcií iných buniek.

Neurónové obvody

Neuróny centrálneho nervového systému sa navzájom ovplyvňujú a v mieste kontaktu vytvárajú rôzne synapsie. Výsledné nervové postihy výrazne zvyšujú funkčnosť nervového systému. Medzi najčastejšie neurónové okruhy patria: lokálne, hierarchické, konvergentné a divergentné neurónové okruhy s jedným vstupom (obr. 6).

Lokálne nervové okruhy sú tvorené dvoma resp Vysoké číslo neuróny. V tomto prípade jeden z neurónov (1) poskytne svoju axonálnu kolaterálu neurónu (2), čím vytvorí na svojom tele axosomatickú synapsiu, a druhý vytvorí axonálnu synapsiu na tele prvého neurónu. Lokálne neurónové siete môžu pôsobiť ako pasce, v ktorých môžu nervové impulzy dlho cirkulovať v kruhu tvorenom niekoľkými neurónmi.

Možnosť dlhodobej cirkulácie raz vzniknutej excitačnej vlny (nervového impulzu) v dôsledku prenosu do prstencovej štruktúry experimentálne preukázal profesor I.A. Vetokhin pri pokusoch na nervovom prstenci medúzy.

Kruhová cirkulácia nervových impulzov pozdĺž lokálnych nervových okruhov vykonáva funkciu transformácie rytmu vzruchov, poskytuje možnosť dlhodobej excitácie po zastavení signálov, ktoré k nim prichádzajú, a podieľa sa na mechanizmoch zapamätania prichádzajúcich informácií.

Lokálne okruhy môžu vykonávať aj funkciu brzdenia. Príkladom toho je rekurentná inhibícia, ktorá sa realizuje v najjednoduchšom lokálnom nervovom okruhu miechy, tvorenom a-motoneurónom a Renshawovou bunkou.

Ryža. 6. Najjednoduchšie nervové okruhy centrálneho nervového systému. Popis v texte

V tomto prípade sa vzruch, ktorý vzniká v motorickom neuróne, šíri pozdĺž vetvy axónu a aktivuje Renshawovu bunku, ktorá inhibuje a-motoneurón.

Konvergentné reťazce sú tvorené niekoľkými neurónmi, na jeden z nich (zvyčajne eferentný) sa zbiehajú alebo zbiehajú axóny množstva iných buniek. Takéto reťazce sú široko distribuované v centrálnom nervovom systéme. Napríklad axóny mnohých neurónov senzorických polí kôry sa zbiehajú do pyramídových neurónov primárnej motorickej kôry. Axóny tisícok senzorických a interneurónov sa zbiehajú na motorické neuróny ventrálnych rohov miechy rôzne úrovne CNS. Konvergentné obvody hrajú dôležitú úlohu pri integrácii signálov eferentnými neurónmi a koordinácii fyziologických procesov.

Divergentné obvody s jedným vstupom sú tvorené neurónom s rozvetveným axónom, pričom každá z vetiev tvorí synapsiu s inou nervovou bunkou. Tieto obvody vykonávajú funkcie súčasného prenosu signálov z jedného neurónu do mnohých ďalších neurónov. To sa dosahuje vďaka silnému rozvetveniu (tvorba niekoľkých tisíc vetiev) axónu. Takéto neuróny sa často nachádzajú v jadrách retikulárnej formácie mozgového kmeňa. Poskytujú rýchle zvýšenie excitability početných častí mozgu a mobilizáciu jeho funkčných rezerv.

Posledná aktualizácia: 29.09.2013

Neuróny sú základnými prvkami nervového systému. Ako funguje samotný neurón? Z akých prvkov sa skladá?

– sú to štrukturálne a funkčné jednotky mozgu; špecializované bunky, ktoré vykonávajú funkciu spracovania informácií, ktoré sa dostávajú do mozgu. Sú zodpovedné za príjem informácií a ich prenos do celého tela. Každý prvok neurónu hrá v tomto procese dôležitú úlohu.

– stromovité rozšírenia na začiatku neurónov, ktoré slúžia na zväčšenie povrchu bunky. Mnohé neuróny ich majú veľké množstvo (sú však aj také, ktoré majú len jeden dendrit). Tieto drobné projekcie prijímajú informácie z iných neurónov a prenášajú ich ako impulzy do tela neurónu (soma). Miesto kontaktu nervových buniek, cez ktoré sa prenášajú impulzy – chemicky alebo elektricky – sa nazýva.

Charakteristika dendritov:

Väčšina neurónov má veľa dendritov
Niektoré neuróny však môžu mať iba jeden dendrit
Krátke a vysoko rozvetvené
Podieľa sa na prenose informácií do tela bunky

Soma, alebo telo neurónu, je miesto, kde sa signály z dendritov hromadia a prenášajú ďalej. Soma a jadro nehrajú aktívnu úlohu pri prenose nervových signálov. Tieto dva útvary slúžia skôr na udržanie vitálnej činnosti nervovej bunky a zachovanie jej funkčnosti. Na rovnaký účel slúžia mitochondrie, ktoré bunkám dodávajú energiu, a Golgiho aparát, ktorý odvádza bunkové odpadové produkty za bunkovú membránu.

– časť sómy, z ktorej vybieha axón – riadi prenos vzruchov neurónom. Keď celková úroveň signálov prekročí prahovú hodnotu colliculus, vyšle impulz (známy ako ) ďalej pozdĺž axónu do inej nervovej bunky.

je predĺžené rozšírenie neurónu, ktoré je zodpovedné za prenos signálu z jednej bunky do druhej. Čím väčší je axón, tým rýchlejšie prenáša informácie. Niektoré axóny sú pokryté špeciálnou látkou (myelín), ktorá pôsobí ako izolant. Axóny pokryté myelínovým obalom sú schopné prenášať informácie oveľa rýchlejšie.

Charakteristika Axonu: